2.5生活中的振动基础巩固（Word版含答案）

2.5生活中的振动基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第一册
一、选择题（共15题）
1．如图所示“洗”是古代盥洗用的脸盆，多用青铜铸成，现代亦有许多仿制的工艺品，倒些清水在其中，用手掌慢慢摩擦盆耳，盆就会发出嗡嗡声，到一定节奏时还会溅起层层水花，下列关于“洗”的说法正确的是（　　）
A．手掌摩擦的越快则溅起的水花越高
B．溅起水花的原因是由于手推动了“洗”
C．该种现象属于受迫振动
D．盆中的嗡嗡声是手与“洗”摩擦产生的声音
2．在学到《机械振动与机械波》时，四位同学就自己看到的现象，发表自己的观点．
小张说：医生用听诊器是利用了固体可以传递机械波
小王说：军队过桥时不能齐步走，就是因为怕产生共振，损坏了桥，火车过桥时要减速，也是同样的道理
小赵说：树叶在水面上下振动说明，介质并不随机械波向外传递
小李说：我家的木板门，春夏季听不到响声，一到秋冬季节，就开始嘭嘭作响，这是风吹振动的
让你从物理学的角度来看，你认为谁说错？（）
A．小张说的对 B．小王说的对 C．小赵说的对 D．小李说的对
3．飞力士棒（Flexi-bar）是德国物理治疗师发明的一种物理康复器材，也是一种有效加强躯干肌肉功能的训练器材。标准型飞力士棒整体结构由中间的握柄，两端负重头，用一根PVC软杆连接，质量为，长度为，棒的固有频率为，如图所示，可以使用双手进行驱动，则下列关于飞力士棒的认识正确的是（　　）
A．使用者用力越大飞力士棒振动越快
B．随着手振动的频率增大，飞力士棒振动的幅度一定越来越大
C．双手驱动该飞力士棒每分钟振动270次全振动，会产生共振
D．负重头质量相同，同样材料的PVC杆缩短，飞力士棒的固有频率不变
4．如图甲所示在一条张紧的绳子上挂几个摆，a、c摆的摆长相同且小于b摆的摆长。当a摆振动的时候，通过张紧的绳子给其他各摆施加驱动力，使其余各摆也振动起来。图乙是c摆稳定以后的振动图像，重力加速度为g，不计空气阻力，则（　　）
A．a、b、c单摆的固有周期关系为Ta＝Tc>Tb
B．b、c摆振动达到稳定时，c摆振幅较大
C．达到稳定时b摆的振幅最大
D．由图乙可知，此时b摆的周期Tb小于t0
5．自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是（　　）
A．机械能守恒 B．能量正在消失
C．只有动能和势能相互转化 D．减少的机械能转化为内能
6．.如图所示是一个单摆做受迫振动时的共振曲线，表示振幅A与驱动力的频率f的关系，下列说法正确的是（　　）
A．摆长约为10cm
B．发生共振时单摆的周期为1s
C．若增大摆长，共振曲线的“峰”将向右移动
D．若增大摆长，共振曲线的“峰”将向左移动
7．以下说法中错误的是（ ）
A．在电磁波接收过程中，使声音信号或图象信号从高频电流中还原出来的过程叫调制
B．火车过桥要慢行，目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率，以免发生共振损坏桥梁
C．通过测量星球上某些元素发出光波的频率，然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照，就可以算出星球靠近或远离我们的速度
D．光导纤维有很多的用途，它由内芯和外套两层组成，外套的折射率比内芯要小
8．如图所示是用来测量各种发动机转速的转速计的原理图，在同一铁支架上焊有四个固有频率依次为、、、的钢片a、b、c、d，将M端与正在转动的电动机接触，如发现b钢片的振幅最大，则电动机的转速最接近（　　）
A． B． C． D．
9．一钩码和一轻弹簧构成弹簧振子，可用如图甲所示的装置研究该弹簧振子的受迫振动。匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做受迫振动。若保持把手不动，给钩码一向下的初速度，钩码便做简谐运动，振动图像如图乙所示当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，钩码的振动图像如图丙所示。下列说法正确的是（　　）
A．弹簧振子的固有周期为8s
B．驱动力的周期为4s
C．减小驱动力的周期，弹簧振子的振幅一定减小
D．增大驱动力的周期，弹簧振子的振幅一定减小
10．如图所示，A球振动后，通过水平细绳迫使B、C振动，下列说法中正确的是（　　）
A．A球、B球、C球的振动周期相等
B．只有A球、C球振动周期相等
C．C球和B球的振幅相等
D．C球的振幅比B球小
11．一个单摆做受迫振动，其共振曲线振幅A与驱动力的频率f的关系如图所示，则（　　）
A．此单摆的摆长约为1m B．此单摆的固有周期约为0.5s
C．若摆长增大，单摆的固有频率增大 D．若摆长增大，共振曲线的峰值将向右移动
12．两个弹簧振子甲的固有频率为f，乙的固有频率为10f。若它们均在频率为9f的驱动力作用下受迫振动（　　）
A．振子甲的振幅较大，振动频率为f B．振子乙的振幅较大，振动频率为9f
C．振子甲的振幅较大，振动频率为9f D．振子乙的振幅较大，振动频率为10f
13．在一根张紧的绳上挂着四个单摆，甲丙摆长相等，当甲摆摆动时（　　）
A．乙摆振幅最大 B．丙摆振幅最大 C．丁摆频率最小 D．乙摆周期最小
14．如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线，下列说法正确的是（　　）
A．若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相等，则图线II是月球上的单摆共振曲线
B．图线II若是在地球表面上完成的，则该摆摆长约为2m
C．若摆长约为1m，则图线I是在地球表面上完成的
D．若两次受迫振动均在地球上同一地点进行的，则两次摆长之比为l1：l225：4
15．如图所示为演示“受迫振动与驱动力频率之间关系”的实验装置，若驱动力的频率由小逐渐变大，直至超过弹簧振子的固有频率，则在此过程中可以看到的现象是（ ）
A．弹簧振子的振幅逐渐增大
B．弹簧振子的振幅先增大后减小
C．弹簧振子的振动频率先增大后减小
D．弹簧振子的振动频率始终不变
二、填空题（共4题）
16．共振
（1）概念：当驱动力的频率等于___________时，物体做受迫振动的振幅___________的现象。
（2）共振的条件：驱动力的频率等于___________。
（3）共振的特征：共振时___________最大。
（4）共振曲线（如图所示）。
17．筛选出题干有用的信息再结合本阶段学习的物理知识解决一下问题：把一个筛子用四根弹簧支起来,筛子上安一个电动偏心轮,它每转一周,给筛子一个驱动力,这样就做成了一个共振筛,如图所示．筛子做自由振动时,完成10次全振动用时15s,在某电压下,电动偏心轮转速是36 r/min．已知增大电压可使偏心轮转速提高;增加筛子质量,可以增大筛子的固有周期．
问题1：为了筛子更好的工作我们希望它的振幅增大我们可以利用共振现象．若增大受迫振动的振幅,可采取两种方法使之发生共振请描述共振发生的条件：____________
问题2：那要使筛子的振幅增大,下列做法正确的是_______
A．提高输入电压　B．降低输入电压 C．增加筛子质量 D．减小筛子质量
18．医学中常用频率为23kHz~27kHz的超声波破碎胆结石，某频率超声波在结石和胆汁中的波速分别为2250m/s和1500m/s，则该超声波在结石中的波长是胆汁中的___________倍。破碎结石时当超声波与结石体发生共振时效果最佳。已知结石体固有频率可表为为常数，如果采用25kHz的超声波破碎质量为m的结石效果最佳，为破碎质量比m略大的结石，应调整超声波的频率，频率应略___________（填“大于”或“小于”）25kHz。
19．弦乐器小提琴是由两端固定的琴弦产生振动而发音的，如图甲所示．为了研究同一根琴弦振动频率与哪些因素有关，可利用图乙所示的实验装置，一块厚木板上有AB两个楔支撑着琴弦，其中A楔固定，B楔可沿木板移动来改变琴弦振动部分的长度，将琴弦的末端固定在木板O点，另一端通过滑轮接上砝码以提供一定拉力，轻轻拨动琴弦，在AB间产生振动．
（1）先保持拉力为150N不变，改变AB的距离L（即改变琴弦长度），测出不同长度时琴弦振动的频率，记录结果如表1所示．
表1
长度大小L /m
1.00
0.85
0.70
0.55
0.40
振动频率f /Hz
150
176
214
273
375
从表1数据可判断在拉力不变时，琴弦振动的频率f与弦长L的关系为_________．
（2）保持琴弦长度为0.80m不变，改变拉力，测出不同拉力时琴弦振动的频率，记录结果如表2所示．
表2
拉力大小F /N
360
300
240
180
120
振动频率f /Hz
290
265
237
205
168
从表2数据可判断在琴弦长度不变时，琴弦振动的频率f与拉力F的关系为__________．
（3）如果在相同的环境中研究不同种类的小提琴琴弦，除了长度L和拉力F以外，你认为还有哪些因素会影响琴弦振动的频率
试列举可能的两个因素：________________________________________．
三、综合题（共4题）
20．如图所示为一单摆的共振曲线，求：
（1）单摆的周期和摆长；
（2）共振时，摆球运动过程中由回复力产生的最大加速度是多少。（假设单摆摆动角度很小）（g取10m/s2，；很小时，）
21．如图所示为一单摆的共振曲线，摆球的质量为0.1 kg，求：（g取9.8 m/s2）
(1)该单摆的摆长为多少？
(2)摆球运动过程中由回复力产生的最大加速度是多大？
22．一个半径为r、质量为m的均质实心小圆柱被置于一个半径为R、质量为M的薄圆筒中，圆筒和小圆柱的中心轴均水平，横截面如图所示。重力加速度大小为g。试在下述两种情形下，求小圆柱质心在其平衡位置附近做微振动的频率：
（1）圆筒固定，小圆柱在圆筒内底部附近作无滑滚动；
（2）圆筒可绕其固定的光滑中心细轴转动，小圆柱仍在圆筒内底部附近作无滑滚动。
23．表记录了某物体受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系，你认为物体的固有频率接近哪个值？为什么？如图表
驱动力频率/Hz 30 40 50 60 70 80
受迫振动的振幅/cm 10.2 16.8 27.2 28.1 16.5 8.3
参考答案
1．C
2．D
3．C
4．B
5．D
6．D
7．A
8．B
9．D
10．A
11．A
12．B
13．B
14．D
15．B
16．固有频率 最大 固有频率 振幅
17．驱动力频率等于筛子的固有频率 AC
18．1.5 小于
19．（1）频率f与弦长L成反比
（2）频率f与拉力F的平方根成正比
（3）在上述相同的环境中，影响弦振动频率还可能与弦本身的结构有关，如弦的半径（即直径、粗细等）或弦的材料（即密度、单位长度的质量等）．
20．（1）2s，1m；（2）0.8
21．(1)1 m；(2)0.78 m/s2
22．（1）；（2）
23．接近60Hz